【摘要】物理学是一门以观察和实验为基本方法的自然学科,农村高中实验教学资源缺乏的情况下,小实验在课堂中的引入可以有效提高课堂效率。本文在认识物理小实验的基础上,通过实际教学中的案例分析,深入认识物理小实验对农村高中物理课堂教学的意义。
【关键词】物理小实验;农村高中;课堂教学
物理学是一门以观察和实验为研究的基本方法的实验科学。普通高中物理课程标准倡导“科学探究”,要求提高学生通过实验设计和操作验证猜想和假设的能力。农村高中大部分教师虽然从思想上深刻认识到了演示实验在物理实际教学中的重要地位,但从实际情况来看,开展演示实验教学的实际情况并不理想。实验资源的不足,导致在教学过程中很多教师是通过PPT、视频的形式展示实验,课堂中缺乏必要的探究性。因此,在物理实验教学中开发应用小实验是非常必要的。
一、物理小实验的认识
(一)物理小实验的定义
物理小实验是指不在物理课程要求之内的,教师为解释某一物理现象,取材于生活,且不需要特殊场地就能完成的实验。
(二)物理小实验开发原则
1.科学性原则。物理学是一门实验科学,任何小实验的开发和设计都要遵循严谨认真的科学态度,根据物理原理和规律进行,实验过程中不可避免地会出现误差,但不应该出现科学误差。
2.直观性原则。小实验演示是为了让学生们看到直观的实验现象,因此实验的现象和结果需要足够简单明了,让人直观地看到实验过程和结果。
3.经济性原则。小实验的取材来自于生活,不仅用于教师课堂演示,也可供学生课余操作,因此取材可以来自于生活中成本较低的材料,如饮料瓶、日常用品、趣味玩具零件等。容易取材和动手操作,才能鼓励学生更积极地参与小实验的操作。
4.安全性原则。安全性是小实验演示的重要前提,在开发和演示小实验的过程中,应选取合适、安全的实验材料,避免使用有放射性、易燃易爆的物质,保证实验过程的安全。
(三)小实验开发操作的大致步骤
明确实验目的和研究对象——设计方案——选取合适的材料——制作——测试和改进——演示——实验总结。
二、物理小实验教学实例分析
(一)案例1:探究物体的重心
1.材料:空的易拉罐一个、清水、水平桌面
2.实验操作与现象:尝试将空的易拉罐斜立在水平桌面上,会发现怎么调整,易拉罐都会倒;在易拉罐中倒入适量水再次调整,发现可以使其斜立在水平桌面。
3.实验原理:空罐质量分布均匀,重心位于几何中心,桌面对罐的支持力与其所受的重力很难处于同一条竖直线上,易拉罐很容易失去平衡。当易拉罐装上适量水后,水改变了系统重心的位置,降低了整个罐的重心,重心位置调整到与支持力处于同一竖直线上,罐此时满足受力平衡条件,实现斜立不倒。
(二)案例2:体会失重现象
1.材料:电子秤1台、盒子、小瓶子
2.实验操作与现象:用盒子制作一个斜面,放置在电子秤上,将小瓶子轻放在斜面上,稳定时,读出电子秤读数;保持斜面不动,让小瓶子从斜面自由滑下,小瓶子下滑过程中,可观察到电子秤示数有所减小。
3.实验原理:装置静止时,受到的支持力等于它所受到的重力。当瓶子在斜面上沿斜面加速下滑时,电子秤的示数减小,说明小车加速下滑过程中发生了失重现象。
三、物理小实验对农村高中课堂教学的促进作用
(一)培养学生学习兴趣,激发学习动机
农村高中的学生基础较薄弱,物理学科在他们看来是个难度很高的科目。小实验的引入,能活跃课堂气氛,将生活与物理紧密相联。由于小实验的取材便利性,学生动手阻力低,更愿意动手操作,而小实验的完成,能让学生有成就感,激发学生的学习动机,促使学生对物理学习产生浓厚的兴趣。
(二)弥补实验资源的不足,提高教学效率
农村高中学校的实验器材有限,小实验的引入在很大程度上弥补了实验仪器不足的问题。在探究物体的微小形变的教学过程中,如果按书本所示准备大玻璃罐,成本高,器材重,无法让学生都参与进来,可以改用小个扁状的玻璃饮料瓶来代替,这样一来,学生们不仅都能参与,还能感受到挤压瓶身的不同方向时,液柱的变化不同。再结合生活中挤牙膏,挤压短轴方向和长轴会有不同的效果。结合讲解其中的原理,学生能体会到物理科学就在生活中。
(三)创设具体教学情境,帮助学生解题
在解题时,由于生活经验的缺乏,学生有时无法很好地体会题目中创设的具体情境,或者不能形成正确的物理图象,会导致分析判断错误。在教学中如果将小实验引进习题课中,有些难题就容易地解决。
有这样一道题:一天,下着倾盆大雨,某人乘坐列车时发现车厢的双层玻璃内积水了,列车进站过程中,他发现水的形状应是怎样的?
可以利用侧放于水平面的装有水的矿泉水瓶模拟情境。这样的小实验在课堂中就能当堂完成,帮助学生理解情境的同时,也提高了教学的效果和效率。
总之,在物理教学中所应用的小实验,应当根据具体的内容和要求来设计,能将抽象的事物直观化,激发学生的学习兴趣并提高课堂效率。
参考文献:
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